โครงการหุ่นยนต์ รวมเล่ม

ก ชอื่ โครงการ หนุ่ ยนต์ POP-BOT XT ประเภทโครงการ หนุ่ ยนต์ ผู้จดั ทาโครงการ 1. นางสาวบุญสิตา สรอ้ ยสวน 2. นางสาวพรนชั ชา ศกั ดิ์เจริญชัยกุล ระดับชั้น 3. นางสาวลกั ขณา แซ่สง ครทู ่ปี รึกษา 4. นางสาวกัลยารัตน์ พัชรานุ 5. นางสาวญาณศิ า ประยูรสวัสด์ิ ประกาศนยี บัตรวิชาชีพชน้ั ปที ่ี 3 ครวู ีระยทุ ธ แกว้ สวุ รรณ ครูปรียานุช กลีบเอม บทคัดยอ่ ปัจจุบันมีการพัฒนาหุ่นยนต์ เพ่ืออานวยความสะดวก และตอบสนองความต้องการ ของมนุษย์ ปัจจุบันรูปแบบการผลิตหุ่นยนต์มีมากมาย เช่น การประดิษฐ์ในรูปแบบปัญญาประดิษฐ์ ทาให้จักรกลมคี วามกา้ วหน้าจากการพฒั นาของมนุษย์ มีความสามารถลอกเลียนแบบมนุษย์ ทางคณะ ผู้จัดทาได้เล็งเห็นความสาคัญของการผลิตหุ่นยนต์ เพ่ือนามาสนองความต้องการของมนุษย์ และต้องการพัฒนาหนุ่ ยนต์ให้สามารถนาไปใช้ได้ในชวี ติ ประจาวนั เพื่ออานวยความสะดวกแกม่ นุษย์

ข กิตติกรรมประกาศ โครงการหุ่นยนต์ ROBOT ฉบับนี้สาเร็จลุล่วงไปได้ ก็ด้วยความช่วยเหลืออย่างดีย่ิงจาก ครูวีระยุทธ แก้วสุวรรณ ครูปรียานุช กลีบเอม ครูท่ีปรึกษาโครงการ ที่ได้ให้คาแนะนาและข้อคิดเห็น ในการจัดทาโครงการมาโดยตลอด ขอขอบคุณคณะครูทุกท่านที่ให้คาแนะนาที่เป็นประโยชน์ ตลอดจนคณะทกุ ท่านที่ไมไ่ ด้กลา่ วนามไว้ ณ ทน่ี ้ี คณะผู้จัดทาโครงการขอขอบคุณ คณะครู ที่ได้เอื้อเฟ้ือสถานท่ีทาการทดลอง เคร่ืองมือ และอุปกรณใ์ นการทาโครงการ นางสาวบญุ สิตา สร้อยสวน นางสาวพรนชั ชา ศักดเ์ิ จรญิ ชัยกุล นางสาวลักขณา แซส่ ง นางสาวกลั ยารัตน์ พชั รานุ นางสาวญาณศิ า ประยรู สวัสด์ิ

สารบญั ค เรอ่ื ง หนา้ บทคดั ย่อ ก กิตติกรรมประกาศ ข บทที่ 1 บทนา 1 1.1 ความเป็นมาและความสาคญั 1 1.2 วตั ถปุ ระสงค์ของโครงการ 1 1.3 สมมตฐิ านของโครงงาน 1 1.4 ขอบเขตของโครงการ 2 1.5 สถานทดี่ าเนินโครงการ 2 1.6 ประโยชนท์ คี่ าดว่าจะได้รับ บทท่ี 2 เอกสารและวจิ ยั ท่ีเกี่ยวข้อง 3 1.1 หุ่นยนต์ หรือ โรบอต 4 1.2 ไมโครคอนโทรลเลอร์ 5 1.3 เซนเซอร์ 6 1.4 มอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง 7 1.5 การทางานของมอเตอร์ 8 1.6 โปรแกรม Arduino 9 1.7 ภาษาซี (C Programming Language) 10 1.8 โครงสร้างของโปรรแกรมภาษาซี บทที่ 3 อุปกรณแ์ ละวิธีการดาเนินงาน 11 1.1 อุปกรณ์ 12 1.2 วธิ ีการดาเนนิ งาน บทท่ี 4 ผลการดาเนินงาน 13 1.3 ตารางบันทกึ และการดาเนินงาน 14 1.4 หลกั การทางาน บทที่ 5 สรปุ ผลการดาเนนิ งาน 16 1.1 สรุปผลการดาเนนิ งาน 17 1.2 อภปิ รายผล 17 1.3 ข้อเสนอแนะ 19 บรรณานกุ รม 20 ภาคผนวก

สารบัญรปู ภาพ ง ภาพที่ หน้าที่ 3 ภาพหนุ่ ยนต์ 4 ภาพไมโครคอนโทรลเลอร์ 5 ภาพเซนเซอร์ 6-7 ภาพมอเตอร์ 8-9 ภาพโปรแกรม Arduino 10 ภาพภาษาซี

1 บทที่ 1 บทนำ ควำมเปน็ มำและควำมสำคัญ ทกุ วันน้ี หนุ่ ยนต์ได้เข้ามามีบทบาทสาคัญในการดารงชีวติ ของมนษุ ย์มากข้นึ ดงั จะเห็นได้จาก การนาหุ่นยนต์มาใช้งานในหลายด้าน เช่น ในด้านการอุตสาหกรรม งานช่วยเหลือผู้ประสบภัย หรือ แม้กระท่ังนาหุ่นยนต์มาใช้บ้าน เพ่ือให้ทางานบ้านเล็กๆ น้อยๆ อีกด้วย เพราะการประดิษฐ์หุ่นยนต์ แบบนี้ อาจจาเป็นต้องใช้อุปกรณ์ชนิดพิเศษ และเม่ือหุ่นยนต์เกิดความผิดพลาด งานทก่ี าลังดาเนนิ อยู่ จะหยดุ ชะงักทนั ที ในทางกลับกัน หากกระจายงานให้หุ่นยนต์หลายๆ ตัว โดยแต่ละตัวรับผิดชอบงานเพพียง บางส่วนตามความสามารถของหุ่นยนต์ตัวนั้น โอกาที่งานจะสาเร็จลุล่วงไปได้ก็ย่อมมีมากขึ้น เพราะ หากมหี ุ่นยนตต์ ัวใดตัวนึง่ เกดิ ขัดข้อง หุ่นยนต์ตัวอื่นกย็ ังสามารถทางานต่อได้ และเนอื่ งจากหนุ่ ยนตแ์ ต่ ละตัวถูกออกแบบมาให้มีความสามารถเท่าที่จาเปน็ ดังนั้น ชิ้นส่วนที่เป็นองคป์ ระกอบของตัวหุน่ ยนต์ เอง กย็ อ่ มมรี าคาถกู และสามารถหาซอื้ ได้ตามท้องตลาด ผู้จัดทาได้ตระหนักเห็นความสาคัญของการผลิตหุ่นยนต์ จึงเกิดความสนใจในการประดิษฐ์ หนุ่ ยนต์ เพื่อตอบสนองความต้องการทางตลาดและอานวยความสะดวกในเร่ืองต่างๆ และนามาใช้ใน ชวี ิตประจาวัน วตั ถปุ ระสงคข์ องโครงกำร 1) เพือ่ ศึกษาระบบการทางานของหุน่ ยนต์ POP-BOT XT 2) เพื่อสร้างและพฒั นาระบบการผลติ ห่นุ ยนต์ 3) เพอ่ื ศึกษาและพฒั นาการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ โดยอาศยั การนา เทคโนโลยี Microcontroller ท่ีสัง่ งานอัตโนมัติ โดยรับสัญญาณข้อมูลจากเซนเซอร์ตรวจจบั วัตถุเข้า มาประมวลผล ควบคมุ การทางานโดยการเขยี นโปรแกรมภาษาซี สมมติฐำนของโครงกำร จดั ทาข้นึ เพ่อื การทดลองและพัฒนาการทางด้านเทคโนโลยีการเขยี นโค๊ดโปรแกรมส่ังการทา ด้วยสมองกลฝังตัว นาไปสู่การใชไ้ ด้จรงิ

2 ขอบเขตของโครงกำร 1. การทาโครงการครง้ั น้ี คณะผจู้ ดั ทาไดก้ าหนดขอบเขตของโครงการไว้ดงั น้ี 1.1 ขอบเขตด้านอุปกรณ์ หนุ่ ยนต์กวาด POP-BOT XT สามารถใช้งานไดจ้ ริง และทางาน ได้ตาม วตั ถุประสงค์ทต่ี ัง้ ไว้ 1.2 ตวั แปรที่ใช้ในกระบวนการทางาน 1.2.1 ตวั แปรต้น หุ่นยนต์ POP-BOT XT ที่ผลติ เพ่อื นามาใช้ในการอานวยความ สะดวก 1.2.2 ตวั แปรตาม ความพึงพอใจของประชากรท่ีใชห้ นุ่ ยนตต์ วั น้ี 1.3 ระยะเวลาในการทดลอง ระยะเวลาท่ใี ชใ้ นการดาเนินการทดลองในการทางานของหนุ่ ยนต์ เปน็ เวลาตั้งแต่เดือนกรกฎาคม 2563 - เดอื นตุลาคม 2563 สถำนที่ดำเนินงำน โรงเรียนราชประชานุเคราะห์ ๓๓ จงั หวดั ลพบรุ ี งบประมำณในกำรดำเนินโครงกำร 1. งบประมาณและค่าใช้จ่ายในการผลติ ช้ินงาน - ค่าอุปกรณ์ จานวน 1,000 บาท 200 บาท 2. งบประมาณค่าใชจ้ า่ ยเอกสาร - รวบรวมข้อมูลและพมิ พ์เอกสาร จานวน ประโยชนท์ ่คี ำดวำ่ จะไดร้ ับ 1. ไดห้ ุ่นยนต์ POP-BOT XT 2. ไดแ้ นวทางในการจดั หาสิง่ ตา่ งท่แี ปลกใหม่ 3. คณะผจู้ ดั ทาได้เรยี นรู้การทาโครงงานทถ่ี ูกต้อง และการใช้โปรแกรมในการสร้างหนุ่ ยนต์ ข้นึ มาดว้ ยใชโ้ คด๊ ภาษาซี ในการสงั่ การทางาน 4. ชว่ ยกระตุน้ ความอยากรู้ อยากลองของผู้ทสี่ นใจทางด้านเทคโนโลยีทแ่ี ปลกใหม่ 5. ได้เรียนรรู้ ะบบการทางานของห่นุ ยนต์และสามารถนาไปต่อยอดไดใ้ นอนาคต

3 บทท่ี 2 เอกสารและวจิ ัยทเ่ี กย่ี วข้อง ในบทนี้ จะกลา่ วถึงข้อมูลพื้นฐานตา่ งๆ ท่ใี ช้ในการทาโครงการซึง่ ประกอบไปดว้ ย การนาเทคโนโลยีและหลักการทางวิทยาศาสตร์มาช่วยในกระบวนการทางานให้มี ประสิทธภิ าพ และประสบผลสาเรจ็ ในการทางาน 1. หนุ่ ยนต์ 2. ไมโครคอนโทรลเลอร์ 3. อปุ กรณ์ตรวจจับสัญญาณหรือเซนเซอร์ 4. มอเตอร์ไฟตรง 5. โปรแกรม Arduino 1.0 6. ภาษาซี 1. หุ่นยนต์ หรือ โรบอต (robot) คือเครื่องจกั รกลชนดิ หนึง่ มีลักษณะโครงสร้างและรูปร่างแตกตา่ ง กัน หุ่นยนต์ในแต่ละประเภทจะมีหน้าท่ีการทางานในด้านต่าง ๆ ตามการควบคุมโดยตรงของมนุษย์ การควบคุมระบบต่าง ๆ ในการส่ังงานระหว่างหุ่นยนต์และมนุษย์ สามารถทาได้โดยทางอ้อมและ อัตโนมัติ โดยท่ัวไปหุ่นยนตถ์ ูกสรา้ งข้ึนเพ่ือสาหรบั งานท่ีมีความยากลาบาก เช่น งานสารวจในพ้ืนท่ี บริเวณแคบหรืองานสารวจดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ท่ีไม่มีส่ิงมีชีวิต ในปัจจุบันเทคโนโลยีของหุ่นยนต์ เจริญก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว และเร่ิมเข้ามามีบทบาทกับชีวิตของมนุษย์ใน ด้านต่าง ๆ เช่น ด้าน อตุ สาหกรรมการผลิตแตกต่างจากเมื่อก่อนทหี่ ุ่นยนต์มักถูกนาไปใช้ ใน งานอุตสาหกรรมเป็น ส่วนใหญ่ ปัจจุบันมีการนาหุ่นยนต์มาใช้งานมากขึ้น เช่น หุ่นยนต์ท่ีใช้ในทางการแพทย์ หุ่นยนต์ สาหรับงานสารวจ หุ่นยนต์ท่ีใช้งานในอวกาศ หรือแม้แต่หุ่นยนต์ที่ถูกสร้างข้ึนเพ่ือเป็นเครื่องเล่นของ มนุษย์ จนกระทั่งในปัจจุบันนี้ได้มีการพัฒนาให้หุ่นยนต์น้ันมีลักษณะที่คล้ายมนุษย์ เพื่อให้อาศัยอยู่ ร่วมกนั กับมนษุ ย์ ใหไ้ ดใ้ นชีวิตประจาวัน

4 ภาพ 2-1 หนุ่ ยนต์ ภาพ 2-2 ห่นุ ยนต์ ขอบคณุ ทมี่ า : http://krunisit.rwb.ac.th/robot.html 2. ไมโครคอนโทรลเลอร์ (อังกฤษ: microcontroller มักย่อว่า µC, uC หรือ MCU) คือ อุปกรณ์ ควบคุมขนาดเล็ก ซ่ึงบรรจุความสามารถที่คล้ายคลึงกับระบบคอมพิวเตอร์ โ ดยใน ไมโครคอนโทรลเลอร์ได้รวมเอาซีพียู, หน่วยความจา และพอร์ต ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักสาคัญของ ระบบคอมพิวเตอร์เข้าไว้ด้วยกัน โดยทาการบรรจุเข้าไว้ในตัวถังเดียวกัน โครงสร้างโดยท่ัวไป ของไมโครคอนโทรลเลอร์นน้ั สามารถแบง่ ออกมาไดเ้ ป็น 5 ส่วนใหญๆ่ ดังต่อไปน้ี 2.1 หนว่ ยประมวลผลกลางหรือซพี ียู (CPU : Central Processing Unit) 2.2 หน่วยความจา (Memory) สามารถแบ่งออกเปน็ 2 ส่วน คือ หน่วยความจาที่มี ไว้สาหรับเก็บโปรแกรมหลัก (Program Memory) เปรียบเสมือนฮาร์ดดิสก์ของเครื่องคอมพิวเตอร์ ตั้งโต๊ะ คือข้อมูลใดๆ ท่ีถูกเก็บไว้ในน้ีจะไม่สูญหายไปแม้ไม่มีไฟเล้ียง อีกส่วนหน่ึงคือหน่วยความจา ข้อมูล (Data Memory) ใช้เป็นเหมือนกับกระดาษทดในการคานวณของซีพียู และเป็นที่พักข้อมูล ชั่วคราวขณะทางาน แต่หากไม่มีไฟเล้ียง ข้อมูลก็จะหายไปคล้ายกับหน่วยความจาแรม ( RAM) ในเครอ่ื งคอมพวิ เตอร์ท่ัวๆ ไป แตส่ าหรับไมโครคอนโทรลเลอรส์ มัยใหม่ หน่วยความจาข้อมูลจะมีท้งั ท่ี เป็นหน่วยความจาแรม ซ่ึงข้อมูลจะหายไปเมื่อไม่มีไฟเลี้ยง และเป็นอีอีพรอม ( EEPROM : Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) ซ่ึงสามารถเก็บข้อมูลได้แม้ไม่มี ไฟเลี้ยงก็ตาม 2.3 สว่ นตดิ ต่อกบั อุปกรณ์ภายนอก หรือพอรต์ (Port) มี 2 ลกั ษณะคือ พอร์ตอินพุต (Input Port) และพอร์ตส่งสัญญาณหรอื พอรต์ เอาตพ์ ุต (Output Port) ส่วนน้ีจะใช้ในการเชอ่ื มตอ่ กับ อุปกรณ์ภายนอก ถือว่าเป็นส่วนทีส่ าคัญมาก ใช้ร่วมกันระหว่างพอร์ตอินพุต เพื่อรับสัญญาณ อาจจะ ด้วยการกดสวิตช์ เพ่ือนาไปประมวลผลและส่งไปพอร์ตเอาต์พุต เพ่ือแสดงผลเช่น การติดสว่างของ หลอดไฟ เปน็ ต้น

5 2.4 ช่องทางเดินของสัญญาณ หรือบัส (BUS) คือเส้นทางการแลกเปลี่ยนสัญญาณ ขอ้ มูลระหว่าง ซีพียู หน่วยความจาและพอร์ต เป็นลกั ษณะของสายสัญญาณ จานวนมากอยูภ่ ายในตัว ไมโครคอนโทรลเลอร์ โดยแบ่งเป็นบัสข้อมูล (Data Bus) , บัสแอดเดรส (Address Bus) และ บัสควบคมุ (Control Bus) 2.5 วงจรกาเนิดสัญญาณนาฬิกา เป็นองค์ประกอบท่ีสาคัญมากอีกส่วนหนึ่ง เน่ืองจากการทางานทเี่ กิดข้นึ ในตัวไมโครคอนโทรลเลอร์ จะขึ้นอย่กู บั การกาหนดจังหวะ หากสัญญาณ นาฬิกามีความถี่สูง จังหวะการทางานก็จะสามารถทาได้ถ่ีข้ึนส่งผลให้ไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวน้ัน มีความเรว็ ในการประมวลผลสูงตามไปด้วย ภาพ 2-3 ไมโครคอนโทรลเลอร์ ขอบคณุ ที่มา : https://th.wikipedia.org/wiki/ไมโครคอนโทรลเลอร์ 3. เซนเซอร์ (sensor) เป็นอุปกรณ์ตรวจจับสัญญาณหรือปริมาณทางฟิสิกส์ต่างๆ เช่น อุณหภูมิ เสียง แสง แรงทางกล ความดันบรรยากาศ ระยะกระจัด ความเร็ว อัตราเร่ง ระดับของๆเหลว และ อตั ราการไหลจากน้นั จะทาหน้าท่ีเปล่ียนเป็นสัญญาณออก หรือปริมาณเอาต์พุตท่ีได้จากการวัดในอีก รูปแบบหน่ึงทสี่ ามรถนาไปประมวลผลตอ่ ได้ ท่ีนยิ มใช้มอี ยู่ 3 ชนิด 3.1 Photoelectric sensor หลักการทางานมี 3 แบบ - Diffuse mode เปน็ sensor ทใ่ี ชก้ ารยงิ แสงไปทีว่ ตั ถแุ ล้วสะท้อนกลบั มายงั ตัว sensor - Retroreflective mode เปน็ sensor ท่ีตอ้ งอาศัยแผน่ สะท้อน ลาแสงกลบั มายงั ตัว sensor - Opposed mode เปน็ sensor ท่มี ตี วั ส่งและตัวรบั แยกกัน 3.2 Proximity sensor แบง่ เปน็ 2 แบบ - Inductive proximity sensor ใช้ตรวจจบั ความเหนย่ี วนาสามารถตรวจจับโลหะได้ - Capacitive proximity sensor ใชต้ รวจจบั ความจขุ องวัตถุ สามารถตรวจจับสง่ิ ทีไ่ ม่ใชโ่ ลหะได้ 3.3 Magnetic sensor ตรวจจับแม่เหลก็ แบง่ เปน็ 2 ชนิด - Reed switch ทางานดว้ ยการเคลือ่ นไหวทางกลจากแรงแมเ่ หล็ก - Electronic switch ทางานด้วยวงจร electronic อายุการใช้งานนานกวา่ reed switch

6 ภาพ 2-4 อุปกรณต์ รวจจับหรือเซนเซอร์ ขอบคุณที่มา : www.facebook.com/Microtechsshop/posts/526080740744283:0 4. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current Motor) หรือเรียกว่าดี.ซี มอเตอร์ (D.C. MOTOR) การแบ่งชนิดของมอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรงแบง่ ออกไดด้ ังนี้ มอเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรงแบ่งออกเปน็ 3 ชนดิ ไดแ้ ก่ 1. มอเตอร์แบบอนกุ รมหรือเรียกว่าซีรีสม์ อเตอร์ (Series Motor) 2. มอเตอรแ์ บบอนุขนานหรอื เรยี กวา่ ชนั ทม์ อเตอร์ (Shunt Motor) 3. มอเตอร์ไฟฟา้ แบบผสมหรอื เรยี กว่าคอมเปาวดม์ อเตอร์ (Compound Motor) สว่ นประกอบหลักๆ ของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ประกอบดว้ ยสว่ นต่างๆ ดงั น้ี 1.) ขดลวดสนามแม่เหล็ก (Field Coil) คือขดลวดท่ีถูกพันอยู่กับขั้วแม่เหล็กท่ียึดติดกับ โครงมอเตอร์ ทาหน้าท่ีกาเนิดข้ัวแม่เหล็กขั้วเหนือ (N) และข้ัวใต้ (S) แทนแม่เหล็กถาวรขดลวดท่ีใช้ เปน็ ขดลวด อาบน้ายาฉนวน สนามแม่เหลก็ จะเกดิ ขน้ึ เมื่อจ่ายแรงดนั ไฟตรงให้มอเตอร์ 2.) ข้ัวแม่เหล็ก (Pole Pieces) คือแกนสาหรับรองรับขดลวดสนามแม่เหล็กถูกยึดติดกับ โครงมอเตอร์ด้านใน ขั้วแม่เหล็กทามาจากแผ่นเหล็กอ่อนบางๆ อัดซ้อนกัน (Lamination Sheet Steel) เพื่อลดการเกิดกระแสไหลวน (Edy Current) ท่ีจะทาให้ความเข้าของสนามแม่เหล็กลดลง ขั้วแม่เหล็ก ทาหน้าท่ีให้กาเนิดข้ัวสนามแม่เหล็กมีความเข้มสูงสุด แทนข้ัวสนามแม่เหล็กถาวร ผิวดา้ นหนา้ ของขว้ั แมเ่ หล็กทาใหโ้ คง้ รับกบั อาร์เมเจอรพ์ อดี 3.) โครงมอเตอร์ (Motor Frame) คือส่วนเปลือกหุ้มภายนอกของมอเตอร์ และิยึดส่วนอยู่ กับท่ี (Stator) ของมอเตอร์ไว้ภายในร่วมกับฝาปิดหัวท้ายของมอเตอร์ โครงมอเตอร์ทาหน้าที่เป็น ทางเดินของเส้นแรงแม่เหลก็ ระหวา่ งข้ัวแมเ่ หล็กใหเ้ กิดสนามแมเ่ หล็กครบวงจร 4.) อาร์เมเจอร์ (Armature) คอื ส่วนเคล่ือนท่ี (Rotor) ถกู ยดึ ตดิ กับเพลา (Shaft) และรองรับ การหมุนด้วยท่ีรองรับการหมุน (Bearing) ตัวอาร์เมเจอร์ทาจากเหล็กแผ่นบางๆ อัดซ้อนกัน ถูกเซาะ ร่องออกเป็นส่วนๆ เพ่ือไว้พันขดลวดอาร์เมเจอร์ (Armature Winding) ขดลวดอาร์เมเจอร์เป็น ขดลวดอาบน้ายาฉนวน ร่องขดลวดอาร์เมเจอร์จะมีขดลวดพันอยู่และมีลิ่มไฟเบอร์อัดแน่นขึดขดลวด

7 อาร์เมเจอร์ไว้ ปลายขดลวดอาร์เมเจอร์ต่อไว้กับคอมมิวเตเตอร์ อาร์เมอเจอร์ผลักดันของ สนามแม่เหล็กท้ังสอง ทาใหอ้ าร์เมเจอร์หมุนเคล่อื นที่ 5.) คอมมิวเตเตอร์ (Commutator) คือส่วนเคล่ือนท่ีอีกส่วนหน่ึง ถูกยึดติดเข้ากับ อาร์เมเจอร์และเพลาร่วมกัน คอมมิวเตเตอร์ทาจากิแท่งทองแดงแข็งประกอบเข้าด้วยกันเป็นรูป ทรงกระบอก แต่ละแท่งทองแดงของคอมมิวเตเตอร์ถูกแยกออกจากกันด้วยฉนวนไมก้า (Mica) อาร์เมเจอร์ คอมมิวเตเตอร์ทาหน้าที่เป็นขั้วรับแรงดันไฟตรงท่ีจ่ายมาจากแปรงถ่าน เพื่อส่งไปให้ ขดลวดอาร์เมอร์ 6.) แปรงถ่าน (Brush) คือ ตัวสัมผัสกับคอมมิวเตเตอร์ ทาเป็นแท่งส่ีเหลี่ยมผลิตมาจาก คาร์บอนหรือแกรไฟต์ผสมผงทองแดง เพ่ือให้แข็งและนาไฟฟ้าได้ดี มีสายตัวนาต่อร่วมกับแปรงถ่าน เพ่ือไปรับแรงดันไฟตรงที่จ่ายเข้ามา แปรงถ่านทาหน้าที่รับแรงดันไฟตรงจกแหล่งจ่าย จ่ายผ่านไปให้ คอมมิวเตเตอร์ การทางานของมอเตอร์ การทางานเบื้องต้นของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง มีแรงดันไฟตรงจ่ายผ่านแปรงถ่านไป คอมมิวเตเตอร์ ผ่านไปให้ขดลวดตัวนาท่ีอารเ์ มเจอร์ ทาให้ขดลวดอาร์เมเจอร์เกิดสนามแมเ่ หล็กไฟฟ้า ขึ้นมา ทางด้านซ้ายมือเป็นข้ัวเหนือ (N) แลิะด้านขวาเป็นข้ัวใต้ (S) เหมือนกับข้ัวแม่เหล็กถาวรท่ีวาง อยู่ใกล้ๆ เกิดอานาจแม่เหล็กผลักดันกัน อาร์เมเจอร์หมุนไปในทิศทางตามเข็มนาฬิกา พร้อมกับ คอมมิวเตเตอร์หมนุ ตามไปด้วย แปรงถ่านสมั ผสั กับส่วนของคอมมิวเตเตอร์ เปลย่ี นไปในอีกปลายหน่ึง ของขดลวด แต่มีผลทาให้เกิดขั้วแม่เหล็กท่ีอาร์เมเจอร์เหมือนกับช้ัวแม่เหล็กถาวรท่ีอยู่ใกล้ๆอีกครั้ง ทาให้อาร์เมเจอร์ยังคงถูกผลักให้หมุนไปในทิศทางตามเข็มนาฬิกาตลอดเวลา เกิดการหมุนของ อารเ์ มเจอรค์ ือมอเตอร์ไฟฟ้าทางาน ภาพ 2-5 มอเตอร์

8 ภาพ 2-6 การทางานของมอเตอร์ ขอบคุณท่มี า : https://www.inventor.in.th/home/การทางานของมอเตอร์ไฟตรงและการใชง้ าน 5. โปรแกรม Arduino อ่านว่า (อา-ดู-อิ-โน่ หรือ อาดุยโน่) เป็นบอร์ดไมโครคอนโทรเลอร์ตระกูล AVR ท่ีมีการพัฒนาแบบ Open Source คือมีการเปิดเผยข้อมูลทั้งด้าน Hardware และ Software ตวั บอร์ด Arduino ถูกออกแบบมาใหใ้ ช้งานไดง้ ่าย ดังน้ันจงึ เหมาะสาหรับผู้เรม่ิ ต้นศกึ ษา ท้ังนี้ผใู้ ช้งาน ยังสามารถดดั แปลง เพ่ิมเตมิ พฒั นาตอ่ ยอดทั้งตวั บอรด์ หรอื โปรแกรมตอ่ ไดอ้ กี ดว้ ย ความง่ายของบอร์ด Arduino ในการต่ออุปกรณ์เสริมต่างๆ คือผู้ใช้งานสามารถต่อวงจร อเิ ล็กทรอนิคส์จากภายนอกแล้วเชื่อมต่อเข้ามาท่ีขา I/O ของบอร์ด (ดูตัวอย่างรูปที่ 1) หรือเพ่ือความ สะดวกสามารถเลือกต่อกับบอร์ดเสริม (Arduino Shield) ประเภทต่างๆ (ดูตัวอย่างรูปที่ 2) เช่น Arduino XBee Shield, Arduino Music Shield, Arduino Relay Shield, Arduino GPRS Shield เป็นต้น มาเสียบกบั บอรด์ บนบอร์ด Arduino แล้วเขียนโปรแกรมพฒั นาตอ่ ไดเ้ ลย

9 ภาพ 2-7 การเขียนโปรแกรมบน Arduino ภาพ 2-8 หน้าโปรแกรม Arduino ขอบคุณที่มา : https://blog.thaieasyelec.com/what-is-arduino-ch1/ 6. ภาษาซี (C Programming Language) คือ ภาษาคอมพิวเตอร์ใช้สาหรับพัฒนาโปรแกรมทั่วไป ถูกพัฒนาคร้ังแรกเพื่อใช้เป็นภาษาสาหรับพัฒนาระบบปฏิบัตกิ ารยูนิกซ์ (Unix Opearating System) แทนภาษาแอสเซมบลี ซ่ึงเป็นภาษาระดับต่าท่ีสามารถกระทาในระบบฮาร์ดแวร์ได้ด้วยความรวดเร็ว แต่จุดอ่อนของภาษาแอซเซมบลีก็คือความยุ่งยากในการโปรแกรม ความเป็นเฉพาะตัว และความ แตกต่างกนั ไปในแตล่ ะเครื่อง เดนนิส ริตชี (Dennis Ritchie) จึงได้คิดค้นพฒั นาภาษาใหมน่ ้ขี ึ้นมาเม่ือ ประมาณต้นปี ค.ศ. 1970 โดยการรวบรวมเอาจุดเด่นของแต่ละภาษาระดับสูงผนวกเข้ากับ ภาษาระดับต่า เรียกช่ือว่า ภาษาซี คลปิ ลับ VDO งานเสรมิ ทาออนไลน์ผ่าน net สร้างรายได้ 5 หมื่น บ/ด ขั้นต่า ดทู ี่ www.888.321.cn

10 เมื่อภาษาซี ไดร้ ับความนิยมมากขึ้น จึงมีผู้ผลิต compiler ภาษาซีออกมาแข่งขันกันมากมาย ทาให้เร่ิมมีการใส่ลูกเล่นต่างๆ เพื่อดึงดูดใจผู้ซ้ือ ทาง American National Standard Institute (ANSI) จึงต้ังข้อกาหนดมาตรฐานของภาษาซีข้ึน เรียกว่า ANSI C เพื่อคงมาตรฐานของภาษาไว้ไม่ให้ เปลยี่ นแปลงไป โครงสรา้ งของโปรแกรมภาษาซี 1. Function Heading ประกอบด้วยชื่อฟังก์ชัน และอาจมีรายการของ argument (บางคน เรียก parameter) อยใู่ นวงเลบ็ 2. Variable Declaration ส่วนประกาศตัวแปร สาหรับภาษาซี ตัวแปรหรือค่าคงที่ทุกตัว ท่ี ใช้ในโปรแกรมจะต้องมีการประกาศก่อนว่าจะใช้งานอย่างไร จะเก็บค่าในรูปแบบใด เช่น interger หรือ real number 3. Compound Statements ส่วนของประโยคคาส่ังต่างๆ ซ่ึงแบ่งเป็นประโยคเชิงซ้อน (compound statement) กับ ประโยคนิพจน์ (expression statment) โดยประโยคเชิงซ้อนจะอยู่ ภายในวงเล็บปีกกาคู่หน่ึง { และ } โดยในหน่ึงประโยคเชิงซ้อน จะมีประโยคนิพจน์ที่แยกจากกันด้วย เครื่องหมาย semicolon (;) หลายๆ ประโยครวมกัน และ อาจมีวงเล็บปีกกาใส่ประโยคเชิงซ้อนย่อย เขา้ ไปอกี ได้ ภาพ 2-9 ภาษาซี ขอบคณุ ท่มี า : https://guru.sanook.com/6394/

11 บทท่ี 3 อปุ กรณแ์ ละวธิ ีการดาเนินงาน อปุ กรณ์ การทาโครรกการรรกั้ น้ีเปน็ การทาโครรกการหนุ่ ยนต์ POP-BOT XT 1. แผกวกจรรวบรุมหนุ่ ยนต์ POP-XT 2. แผกวกจรสวิตซ์ 3. แผกวกจร LED 4. แผกวกจรตรวจจับแสกสะท้อนอินฟราเรด 5. มอเตอรไ์ ฟตรกพร้อมชดุ เฟือกขบั 6. ลอ้ พลาสติดกลม 7. แผน่ กริด 8. แผน่ ฐานกลม 9. ชนิ้ ต่อ/แท่กต่อพลาสติก 10. ชุดฉากโคลหะ 11. ชดุ นอตและสกรู 12. แผ่นทดสอบการเรลือ่ นที่ตามเสน้ ทาก 13. สายเช่อื ต่อ USB-miniB 14. ซดี ีรอมบรรจซุ อฟต์แวร์ 15. หนกั สอื สร้ากและพฒั นาโคปรแกรมรวบรมุ หุ่นยนตื 16. โคมดลู ตรวจจับและวัดระยะทากอินฟราเรด 17. เซอร์โควมอเตอร์ 18. โคปรแกรม Arduino 19. ภาษาท่ีใช้ในการเขยี นโคปรแกรม วธิ ีการดาเนนิ งาน การจดั ทาโครรกการในรรกั้ นผี้ ู้จดั ทาก็ไดส้ รปุ วิธกี ารดาเนินกานตามลาดบั ดกั ต่อไปน้ี 1. ริดหัวขอ้ ท่ีจะนาเสนอโครรกการ 2. ศึกษาและร้นรว้าข้อมูลท่ีเก่ียวข้อกกับเรื่อกท่ีสนใจ รือ หุ่นยนต์ ROBOT POP- BOT XT 3. ได้รว่ มการวากแผนและแบก่ หน้าทตี่ ามรวามสามารถขอกผูร้ ับผดิ ชอบภายในกลุ่ม

12 4. จัดทาโครรกรา่ กขอกตัวเรร่ือกให้เสรจ็ สมบรู ณ์ โคดยใชอ้ ปุ กรณ์ขา้ กตน้ ทไ่ี ด้กล่าวมา 5. ไดเ้ ขยี นลกโคปรแกรมราส่กั ให้กบั ตวั เรรอ่ื กไดท้ ากานตามวัตถปุ ระสกร์ 6. นาเสนอรวามกา้ วหนา้ เปน็ ระยะๆ โคดยแจ้กใหร้ รทู ป่ี รึกษาโครรกการเข้ามาตรวจ รวามกา้ วหนา้ ขอกโครรกการ จนบรรลุตามเป้าหมายทไี่ ด้วา่ กไว้ 7. จัดทาเอกสารรายกานโครรกการหุ่นยนต์ ROBOT POP-BOT XT 8. นาเสนอ เพ่อื ผ้สู นใจศึกษาหารวามร้ตู อ่ ไป

13 บทท่ี 4 ผลการดาเนินงาน ผลการดาเนินงานเป็นไปตามเป้าหมายและจุดประสงค์โครงการท่ีตั้งไว้ การประดิษฐ์ ส่ิงอานวยความสะดวก ทาให้เกิดสิ่งแปลกใหม่ไปจากเดิมและทาให้บุคลากรภายในโรงเรียนมี ความสนใจมากข้ึน อีกท้ังยังใช้เวลาว่างให้เกิดประโยชน์ การประดิษฐ์สิ่งประดิษฐ์ในครั้งนี้มี งบประมาณ 1,200 บาท ตารางบันทึกผลและการดาเนินงาน ลาดับที่ ขั้นตอนการดาเนินงาน ปญั หาอุปสรรค/แนวทางแก้ไข 1 ขน้ั ตอนการวางแผน ปญั หา/อปุ สรรค ศกึ ษาหาขอ้ มลู นาเสนอหัวขอ้ โครงการ สมาชกิ ในกลุ่มหาข้อมลู ไมต่ รงกัน ส่งแบบร่างโครงการ แนวทางแกไ้ ข 2 ข้นั ตอนการเตรยี ม ร่วมกันแสดงความคิดเห็น และดูความเหมาะสม จดั หาวัสด/ุ อปุ กรณ์ เนื้อหา ดูประโยชน์ที่จะได้รับ และตกลงกัน จึงเกิดเป็น ทดลองการทาโครงการ โครงงานนข้ี น้ึ มา ปัญหา/อุปสรรค 3 ขน้ั ตอนการดาเนนิ การ เริ่มลงมือปฏบิ ัติ ผจู้ ดั ทายังไม่เข้าใจเนื้อหาบางสว่ น จดั ทารปู เลม่ โครงการ แนวทางแกไ้ ข นาเสนอ ศึกษาข้อมูลจากคู่มือและสอบถามผู้เชี่ยวชาญจน เข้าใจ ปัญหา/อปุ สรรค อปุ กรณห์ ลน่ หาย แนวทางแก้ไข มีการหากล่องมาใส่อุปกรณ์เพ่ือป้องกันอุปกรณ์ หล่นหาย

14 หลักการทางาน หุ่นยนต์ POP-BOT XT จะเร่มิ จากการทางานจากการตรวจจบั เสน้ และการเคลือ่ นที่ตามเสน้ โดยจะเริม่ ต้นการางานของตวั ตรวจจับแสงสะทอ้ นอนิ ฟราเรดซงึ่ นามาประยุกต์ใช้งานเปน็ ตวั ตรวจจับ เส้น การอ่านคา่ จากตัวตรวจจับในพนื้ ที่ทมี่ ีสแี ตกต่างกัน จากน้ันเขา้ สู่การทดลองเขียนโปรแกรมภาษา C เพ่อื ควบคมุ หุน่ ยนต์ POP-BOT XT เคล่ือนท่ตี ามเส้นทั้งแบบไม่พจิ ารณาทางแยกและพจิ ารณาทาง แยก ชุดคาสงั่ //simple maze #include <popxt.h> // int L,R; void R90() { fd(60); sound(1500,100) while(analog(1)>500) { sr(60); } while(analog(1)<500) { sr(60); } } void setup() { setTextSize(2); glcd(1,1,\"Press OK\"); sw_ok_press(); glcd(1,1,\"Moving...\"); } void loop() {

15 ชุดคาส่งั (ต่อ) L=analog(0); R=analog(1); if(L=<500&&R<500) { R90(); } else if(L>500&&R>500) { fd(60); } else if(L<500) { sl(60); sleep(20); } else if(R<500) { sr(60); sleep(20); { }

16 บทที่ 5 สรุปผลการดาเนนิ งาน คณะผู้จัดทำได้สร้ำงหุ่นยนต์ POP-BOT XT ผลกำรทำโครงกำร สำมำรถสรุป และอภิปรำย ผลไดต้ ำมลำดับดังนี้ 1.สรุปผลการดาเนนิ งาน 1.1 วตั ถปุ ระสงคข์ องโครงการ 1) เพอ่ื ศกึ ษำระบบกำรทำงำนของหุ่นยนต์ POP-BOT XT 2) เพ่อื สรำ้ งและพฒั นำระบบกำรผลติ หุ่นยนต์ 3) เพื่อศึกษำและพัฒนำกำรแก้ปัญหำด้วยกระบวนกำรทำงวิทยำศำสตร์ โดยอำศัย กำรนำเทคโนโลยี Microcontroller ท่ีสัง่ งำนอัตโนมตั ิ โดยรับสัญญำณข้อมูลจำกเซนเซอร์ตรวจ จับวตั ถุเขำ้ มำประมวลผล ควบคมุ กำรทำงำนโดยกำรเขียนโปรแกรมภำษำซี 1.2 วิธีดาเนนิ งานโครงการ 1) คณะผูจ้ ัดทำโครงกำรได้คิดและออกแบบหนุ่ ยนต์ 2) ไดจ้ ัดทำจนบรรลุเป้ำหมำย 3) กำรเกบ็ รวบรวมข้อมลู คณะผูจ้ ดั ทำไดด้ ำเนินกำรดังนี้ 3.1 เก็บรวบรวมข้อมูลที่ได้จำกกำรทดลองและนำมำปรับปรุงแก้ไขให้ดี ย่ิงขนึ้ 3.2 เกบ็ ข้อมูลท่ีไดจ้ ำกกำรขอคำแนะนำจำกผูเ้ ช่ียวชำญ 1.3 ผลการทาโครงงาน ผลกำรทำโครงงำนคณะผูจ้ ดั ทำสรปุ ได้ดังน้ี 1.3.1 ผู้จัดทำได้คิดทำโครงกำรน้ีขึ้นมำและได้ร่วมด้วยช่วยกันทำจนสำเร็จตำม วตั ถุประสงค์ท่ีเรำได้ตั้งไว้นั้น คือ หุ่นยนต์ POP-BOT XT กำรจัดทำโครงงำนน้ีเรำคิดวำ่ เป็นกำรค้นหำ สิ่งแปลกใหม่ๆในชีวติ ประจำวันท่ีชว่ ยเรำในหลำยๆ ด้ำน และสำมำรถนำไปพฒั นำตอ่ ยอดเปน็ หุน่ ยนต์ แบบอืน่ ได้อีกมำกมำย เพือ่ ตอบสนองกำรใช้งำนของมนุษย์ในปัจจบุ ัน

17 2. อภิปรายผล คณะผูจ้ ัดทำได้ทำกำรสร้ำงหนุ่ ยนต์ POP-BOT XT มปี ระเด็นสำคญั ท่ีนำมำอภปิ รำยดังนี้ 2.1 ประเภท (หนุ่ ยนต์) ไดใ้ ช้เทคโนโลยคี อมพิวเตอร์ใหเ้ ขำ้ มำมบี ทบำทในกำรทำงำนในระบบ ต่ำงๆ โดยกำรสั่งกำรทำงำนตำมท่ีเรำต้องกำร โดยใช้แสงสีเสียงเข้ำมำช่วยในกำรกระตุ้นกำรเรียนรู้ ของกำรพัฒนำเทคโนโลยีต่ำงๆ กำรใช้งำนท่ีเข้ำใจง่ำย และมีควำมดึงดูดควำมสนใจให้กับผู้ที่สนใจได้ มำกท้งั กำรใชง้ ำนและกำรพัฒนำต่อยอด 3.ขอ้ เสนอแนะ 3.1 ขอ้ เสนอแนะในกำรนำผลกำรทำโครงกำรท่คี ณะผจู้ ัดทำได้ทำขนึ้ ไปใช้ 3.1.1 ผลกำรจัดทำโครงกำรในคร้ังน้ีคณะผู้จัดทำได้ใช้เป็นแนวทำงในกำรพัฒนำ ตนเองใหม้ คี วำมสำมำรถในกำรใช้ภำษำคอมพิวเตอร์ได้ดยี ิ่งขึน้ เชน่ ภำษำ C 3.1.2 ผลกำรจัดทำโครงกำรคร้ังน้ีคณะผู้จัดทำได้ใช้เป็นแนวทำงกำรพัฒนำต่อยอด ควำมรู้เพื่อนำไปใช้ในอนำคต 3.2 ขอ้ เสนอแนะในกำรทำวจิ ยั ครงั้ ต่อไป 3.2.1 มีกำรศึกษำกำรตลำด ควำมต้องกำรของประชำกรส่วนใหญ่ว่ำกำรใช้ชีวิตใน ปัจจุบันมีควำมต้องกำรและมีปัญหำอะไรมำกที่สุดที่ควรจะนำมำเป็นแนวทำงในกำรแก้ไขและผลิต หนุ่ ยนต์ใหต้ อบโจทยค์ วำมต้องกำรของมนุษย์

บรรณานกุ รม หุน่ ยนต์ หรือ โรบอต (robot) จาก http://krunisit.rwb.ac.th/robot.html ไมโครคอนโทรลเลอร์ https://th.wikipedia.org/wiki/ไมโครคอนโทรลเลอร์ เซนเซอร์ (sensor) www.facebook.com/Microtechsshop/posts/526080740744283:0 มอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current Motor) https://www.inventor.in.th/home/การทางานของมอเตอร์ไฟตรงและการใช้งาน โปรแกรม Arduino https://blog.thaieasyelec.com/what-is-arduino-ch1/ ภาษาซี (C Programming Language) https://guru.sanook.com/6394/

ภาคผนวก รูปภาพเกยี่ วกบั โค๊ดโปรแกรม

รปู ภาพการต่อห่นุ ยนต์



รปู ภาพอปุ กรณ์



รปู ภาพหุ่นยนต์